安徽省東溪金礦自然重砂特征及其找礦模型

楊義忠，王徽，李明輝

（安徽省地質(zhì)調(diào)查院， 安徽合肥 230001）

0 引言

安徽省自然重砂測量工作始于20世紀50年代末[1]，經(jīng)過幾十年辛勤耕耘，幾乎涵蓋全省范圍，積累了大量的自然重砂數(shù)據(jù)[2]。自然重砂資料蘊含著豐富地學信息，深層次挖掘與應(yīng)用其內(nèi)涵信息，不僅為地質(zhì)找礦提供重要線索，而且為礦床及成礦規(guī)律研究提供寶貴的基礎(chǔ)信息[3]。隨著礦產(chǎn)資源潛力評價工作的開展，我省在完成自然重砂資料開發(fā)應(yīng)用工作的基礎(chǔ)上，對其應(yīng)用成果不斷進行系統(tǒng)總結(jié)，積極探索經(jīng)驗，總結(jié)出不同礦種及成因類型的礦產(chǎn)找礦工作的內(nèi)在規(guī)律。實踐證明，自然重砂礦物具有明顯的找礦指示作用，如金、鉻、鎢、錫等部分金屬礦產(chǎn)以及重晶石、螢石等部分非金屬礦產(chǎn)，可以用這些礦產(chǎn)的主成礦礦物的自然重砂信息作為直接的找礦標志預(yù)測相應(yīng)礦產(chǎn)。

北淮陽構(gòu)造帶金礦是該區(qū)域中生代火山巖盆地的主要礦種，前人對該區(qū)火山熱液型金礦礦床特征及成因研究較多[4～8]，但鮮有從自然重砂方面對礦產(chǎn)勘查和礦床成因的應(yīng)用研究。本文是在礦產(chǎn)資源潛力評價自然重砂應(yīng)用研究工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)自然重砂分布特征及與金礦內(nèi)在聯(lián)系，探討自然重砂資料在火山巖地區(qū)的找礦模型。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及礦床特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

安徽省霍山縣東溪金礦地處秦祁昆造山帶北淮陽構(gòu)造帶的東部[9]，產(chǎn)于北淮陽中生代火山巖盆地，礦體呈脈狀沿北西向張性或張扭性裂隙充填產(chǎn)出，北西向斷裂構(gòu)造為導(dǎo)礦、儲礦構(gòu)造[10]（見圖1）。

金礦位于北西向磨子潭斷裂北側(cè)、磨子潭—曉天中生代火山巖盆地中。區(qū)域地層比較簡單，南部為新太古界—下元古界大別巖群地層，北部為下古生界佛子嶺巖群地層，盆地內(nèi)為侏羅系上統(tǒng)毛坦廠組及白堊系下統(tǒng)曉天組地層。與金礦成礦關(guān)系最為密切的是侏羅系上統(tǒng)毛坦廠組火山巖。區(qū)域內(nèi)北西向斷裂發(fā)育，規(guī)模較大，主要有磨子潭深斷裂、龍門沖—南港深斷裂及湯臺子－童家河破碎帶等，是一組形成早、活動期長的斷裂構(gòu)造；北東向斷裂較發(fā)育但規(guī)模不大，往往橫切北西向斷裂構(gòu)造，斷層性質(zhì)以平推斷層為主。磨子潭深斷裂是區(qū)內(nèi)的主導(dǎo)構(gòu)造，控制盆地內(nèi)金礦脈的展布，為成礦溶液提供有利的運移通道［11］。

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛，在磨子潭深斷裂以南的大別巖群地層中，巖漿巖以酸性侵入巖為主，形成白馬尖花崗巖巖基及許多花崗巖巖株、巖枝或巖脈；在磨子潭－曉天火山巖盆地中，巖漿巖以中性噴出巖為主，形成火山巖盆地的主體，噴出巖種類以安山巖及安山質(zhì)碎屑巖為主，夾有少量凝灰質(zhì)粉砂巖薄層，在安山質(zhì)熔巖及碎屑巖中可見少量中性淺成閃長玢巖脈侵入。

圖1 磨子潭—曉天地區(qū)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.1 Regional geological and mineral map of the Mozitan-Xiaotian area

區(qū)內(nèi)金礦床（點）主要為火山熱液型和次火山熱液型。前者主要產(chǎn)于裂隙型火山通道構(gòu)造一側(cè)火山斜坡相之中，礦體走向與裂隙通道平行；后者則產(chǎn)于中心型火山通道的周圍，礦體受火口構(gòu)造周圍的放射狀斷裂構(gòu)造控制。

1.2 區(qū)域成礦地質(zhì)條件

礦區(qū)位于曉天火山盆地中部，出露地層為侏羅系上統(tǒng)毛坦廠組，盆地基底為五橋片麻巖套與佛子嶺巖群，與上覆侏羅系上統(tǒng)毛坦廠組呈角度不整合。

毛坦廠組以安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、安山質(zhì)火山角礫巖為主，夾少量沉凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)粉砂巖薄層，構(gòu)成一套完整的火山活動韻律，顯示出噴發(fā)、噴溢—溢流—沉積間斷的火山活動全過程。

毛坦廠組地層走向一般為290°～330°，傾向20°～60°，傾角較緩，一般為10°～35°，除東溪嶺附近有一個小型舒緩向斜構(gòu)造外，區(qū)內(nèi)地層均呈單斜產(chǎn)出。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，與區(qū)域構(gòu)造線基本一致，走向北西，為控制含金石英脈（礦脈帶）展布的主要構(gòu)造。與主要控礦斷裂構(gòu)造近于正交的北東向斷裂為區(qū)內(nèi)成礦期后構(gòu)造（壓扭性為主），常破壞礦體或錯斷巖層。早期北西向斷裂往往斷裂結(jié)構(gòu)面凹凸不平，延伸短，斷裂在剖面上呈楔形，構(gòu)造角礫雜亂排列，具張性結(jié)構(gòu)面特征，并呈現(xiàn)繼續(xù)性活動特點。

礦區(qū)石英脈發(fā)育，規(guī)模不大，嚴格受北西向斷裂構(gòu)造控制，呈狹長帶狀分布，脈帶斷續(xù)長4500m，有苗兒坦—木魚地及東溪嶺—水竹灣兩個平行展布的脈帶。

（1）苗兒坦—木魚地脈帶：長4500m，寬50m。石英單脈一般長10余米～200余米，厚幾十厘米-數(shù)米，最長達280m，厚8～14m。石英細脈、網(wǎng)脈密集分布構(gòu)成石英細脈帶，此類石英細脈厚度僅為數(shù)毫米，長數(shù)米。細脈帶最長為180m，厚度8～12m。

（2）東溪嶺—水竹灣脈帶：長2000m，寬50～100m，由石英細脈構(gòu)成，一般脈長數(shù)厘米-數(shù)米，厚度數(shù)毫米-數(shù)厘米。往往呈密脈帶產(chǎn)出或分散成疏脈帶出現(xiàn)。沿300°～310°方向呈平行、斜列或網(wǎng)狀展布。

礦區(qū)內(nèi)含金較高的為梳狀石英細脈（石英晶簇呈犬牙狀垂直脈壁生長）及塊狀、膠結(jié)狀石英大脈（圍巖角礫被石英膠結(jié)，厚度超過1m）。而膠結(jié)狀方解石石英大脈及玉髓狀長石石英大脈（石英呈微晶質(zhì)，含少量長石）含金品位較低。

1.3 礦床特征

東溪金礦共發(fā)現(xiàn)大小礦體2 5個，分布于苗兒坦—木魚地及東溪嶺—水竹灣兩個石英脈帶的南東段。礦體嚴格受石英脈帶制約，走向300°～320°，傾向30°～45°，傾角70°～75°，局部地段因受構(gòu)造影響，礦體呈波狀起伏。

礦體形態(tài)多呈不規(guī)則脈狀或小透鏡狀，具分叉、復(fù)合、膨大、縮小變化特點。礦體長度13～233m不等，平均厚度0.46～2.20m，延伸14～75m，具楔形或分枝尖滅趨勢。

礦石中金屬礦物總量低于1﹪，除自然金外，以磁鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦及銳鈦礦為主，少量黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦，偶見輝銅礦、輝鉬礦。脈石礦物以石英為主，此外有方解石、長石、黑云母、角閃石、綠泥石等，偶見鋯石、榍石、重晶石、磷灰石、雄黃、雌黃、辰砂等礦物。

礦石中有用元素組合為金、銀組合，金、銀含量呈同消長關(guān)系，比值較接近。其它有用元素微量，含鋅0.01%～0.02﹪、銅0.004%～0.02﹪，鉛為痕跡，含硫0.015%～0.03﹪，屬貧硫型礦石。

礦床位于湯臺子—童家河淺色蝕變破碎帶北東側(cè)外圍，區(qū)內(nèi)安山質(zhì)熔巖及火山碎屑巖普遍遭受硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化及赤鐵礦化等蝕變。蝕變范圍廣、強度不一，屬早期圍巖蝕變。在成礦熱液作用后，又形成明顯的近礦圍巖蝕變，表現(xiàn)為在石英脈兩側(cè)及石英細脈附近，巖石硅化、絹云母化、碳酸鹽化強烈，近礦圍巖蝕變受石英脈及北西向裂隙控制，并可作為找礦標志。有時可見到蝕變分帶現(xiàn)象。

2 區(qū)域自然重砂礦物及其異常特征

2.1 區(qū)域自然重砂礦物特征

東溪金礦所處磨子潭—曉天地區(qū)水系較發(fā)育，自然重砂取樣共701個（不包括大比例尺重砂取樣），實際檢出自然金、辰砂、雄黃、雌黃、重晶石、黃鐵礦、鉛族礦物、白鎢礦、

鉻鐵礦、褐簾石、獨居石、磷釔礦、磷灰石、錳族礦物、鉍族礦物、自然銀、自然銅、自然錫等近50種礦物，其中黃鐵礦、重晶石、鉛族礦物出現(xiàn)率較高（表1），自然金、辰砂、雄雌黃出現(xiàn)率較低，而鉍族礦物、自然銀、自然銅、自然錫只是偶爾出現(xiàn)。

以北西向磨子潭深斷裂為界，磨子潭—曉天地區(qū)自然重砂礦物分布具有明顯的區(qū)域性。在磨子潭深斷裂東北部—北淮陽構(gòu)造帶中，自然金、辰砂、雄雌黃、重晶石、黃鐵礦等重砂礦物主要集中分布于中生代火山巖盆地中，與火山熱液型、次火山熱液型金礦關(guān)系密切，具有受火山巖展布和火山構(gòu)造的雙重制約的特征；在磨子潭深斷裂西南部—大別構(gòu)造帶中，則主要分布鉻鐵礦、獨居石、褐簾石、釷石、磷灰石等重砂礦物，與太古代大別巖群雜巖、中生代酸性侵入巖及基性—超基性巖株有關(guān)。

2.2 自然重砂礦物異常特征

磨子潭—曉天地區(qū)出現(xiàn)5個重砂礦物綜合異常，2個單礦物異常，共計7個重砂異常（表2），其中3個異常（圖1中5、6、7號異常）為1∶20萬重砂測量所得，其余4個異常（1～4號異常）為大比例尺1∶1萬重砂測量所得。這些重砂異常均反映異常所處地帶地質(zhì)背景及礦化主體特征。

表1 磨子潭—曉天地區(qū)自然重砂礦物含量特征表Table 1 Characteristics of contents of natural heavy concentrate minerals in the Mozitan-Xiaotian area

表2 磨子潭—曉天地區(qū)自然重砂異常一覽表Table 2 List of natural heavy concentrate anomalies in the the Mozitan-Xiaotian area

（1）姚家沖自然金、辰砂、雄黃、重晶石異常（1號異常）和下院子自然金、鉛族、辰砂、重晶石異常（2號異常）系低溫熱液礦物組合，由中生代中酸性侵入巖體與佛子嶺巖群變質(zhì)巖接觸帶礦化所致，其中1號異常區(qū)內(nèi)有熱液型汪家老屋金礦點，2號異常區(qū)內(nèi)有熱液型凌家沖銅礦點。

（2）隆興自然金、鉛族、辰砂、雄黃、重晶石異常（3號異常）、單龍寺自然金、辰砂、重晶石異常（4號異常）、老梅樹街自然金、辰砂異常（6號異常）和余家河重晶石異常（7號異常）分布于中生代火山巖區(qū)，呈北西向展布，與湯臺子—童家河淺色蝕變帶趨于一致，異常形成與火山熱液作用有關(guān)，其中3號異常區(qū)內(nèi)有次火山熱液型隆興小型金礦床，4號異常區(qū)內(nèi)有次火山熱液型單龍寺小型金礦床和蓮花地金礦點，6號異常區(qū)內(nèi)有火山熱液型東溪小型金礦床和郎嶺灣小型金礦床。

老梅樹街自然金、辰砂異常（6號異常）：位于霍山縣白果樹老梅樹街一帶，異常似橢圓形，呈北西向展布，面積14.15km2。

異常區(qū)處于霍山褶斷束的東南部，北淮陽火山斷陷盆地的南緣，南部出露上太古界大別巖群斜長片麻巖，北部為侏羅系上統(tǒng)毛坦廠組火山巖。區(qū)域內(nèi)北西向斷裂發(fā)育，規(guī)模較大，主要有磨子潭深斷裂、龍門沖—南港深組安山質(zhì)凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r；北西向和近東西向斷裂發(fā)育，中部有磨子潭深斷裂通過，使大別巖群變質(zhì)巖與上侏羅統(tǒng)火山巖呈斷層接觸。區(qū)內(nèi)含金的石英脈、方解石—石英脈、石英—方解石脈多賦存在北部安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r中。

共取樣30個，其中有10個樣含自然金，一般含量1～8顆，最高含量16顆；8個樣含辰砂，一般含量1～5顆，最高含量8顆。伴生礦物有鋯石、金紅石、黃鐵礦、鈦鐵礦、雄（雌）黃等。

自然金呈金黃色，不規(guī)則粒狀，強金屬光澤，粒徑介于0.01～0.05mm之間，最粗在0.1毫米左右。辰砂呈朱紅色，碎粒狀，金剛光澤。

火山熱液型東溪小型金礦（剖析圖見圖2）和郎嶺灣小型金礦均落位于區(qū)內(nèi)。異常由金礦及安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r中含金石英脈所引起。

圖2 東溪金礦自然重砂自然金、辰砂異常剖析圖Fig.2 Profile of natural heavy concentrates of natural gold and cinnabar anomalies in the Dongxi gold deposit

（3）宋家河鉻鐵礦異常（5號異常）。位于霍山縣磨子潭鎮(zhèn)宋家河一帶，異常呈北北東向展布，不規(guī)則橢圓形，面積21.79km2。共取樣8個，其中有6個樣含鉻族，含量均為0.3g。鉻鐵礦呈鐵黑色，碎粒狀，部分可見八面體晶形，金屬光澤，有的鉻鐵礦細小晶體被輝石包裹；粒徑0.1～0.4mm，一般小于0.2mm。伴生礦物有石榴石、綠簾石、獨居石、磷灰石、褐簾石、剛玉、自然鉛等。

異常區(qū)主要出露上太古界大別山群文家?guī)X組，次為劉畈組。南部有白堊紀二長花崗巖體。在異常區(qū)的南部邊緣有晚太古代輝石巖巖體。有一條北西向斷裂從異常區(qū)中部通過。

巖漿型龔家?guī)X小型鉻鐵礦床、任家灣鉻鐵礦點，巖漿型龔家?guī)X小型磷礦床均落位于區(qū)內(nèi)。異常由鉻礦床（點）所引起，并與區(qū)內(nèi)數(shù)處超基性巖體有關(guān)。

3 自然重砂找礦模型

根據(jù)東溪金礦礦床地質(zhì)及自然重砂異常特征分析，北淮陽地區(qū)火山熱液型金礦與中生代火山巖密切相關(guān)，主要產(chǎn)于裂隙型火山通道構(gòu)造一側(cè)火山斜坡相之中，礦體走向與裂隙通道平行；礦體嚴格受石英脈帶制約；含礦圍巖為毛坦廠組安山質(zhì)凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r等，安山質(zhì)熔巖及火山碎屑巖普遍遭受硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化及赤鐵礦化等蝕變；礦化帶嚴格受北西向斷裂控制。區(qū)域重砂礦物以一套較完整的中低溫礦物組合：自然金-辰砂-雄（雌）黃-重晶石（-鉛族）為特點，以自然金異常領(lǐng)銜、包含低溫異常的自然重砂綜合異常為特征，并伴有化探Au、Ag、As、Sb、Pb、Zn、Hg、Mo組合元素異常和物探異常（表3）。

4 自然重砂異常找礦意義

磨子潭—曉天地區(qū)重砂異常主要有兩類，一類為大別雜巖地質(zhì)背景中，由基性—超基性巖體所引起的鉻鐵礦異常，對巖漿型鉻鐵礦找礦具直接指示作用；第二類為中生代火山巖盆地，由火山熱液作用或巖漿侵入所致自然金、辰砂、雄雌黃、重晶石等中低溫礦物組合異常，與火山熱液型金礦密切相關(guān)，同時該類異常展布具有呈北西向（區(qū)域構(gòu)造線方向）集結(jié)的趨勢，反映自然金局部富集受火山巖展布和火山構(gòu)造的雙重制約，因此自然金異常可以直接提示在礦源層尋找原生巖金，為收縮找礦靶區(qū)及擴大已知礦床規(guī)模提供了重要線索。

東溪金礦的發(fā)現(xiàn)[12]源于1973－1975年安徽省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊開展1∶20萬岳西幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)自然金—辰砂重砂異常的基礎(chǔ)上，局313地質(zhì)隊在1976年8月至1977年6月通過開展1：5萬磨子潭—曉天地區(qū)礦產(chǎn)綜合普查，對異常檢查驗證時發(fā)現(xiàn)了巖金，之后正式對礦床進行普查評價，探明儲量：金（C＋D級）1.2t；伴生銀1.3t。同樣，在1∶20萬岳西幅區(qū)調(diào)時發(fā)現(xiàn)一個自然金重砂高含量點，1977年313地質(zhì)隊開展了1∶5萬礦產(chǎn)綜合普查，對該自然金重砂高含量點進行再現(xiàn)性檢查，肯定了自然金重砂點的存在，繼而投入了重砂測量工作并發(fā)現(xiàn)了隆興金礦。其后，隨著大規(guī)模地質(zhì)找礦的開展，相繼發(fā)現(xiàn)了火山熱液型南關(guān)嶺（1983－1987年）、郎嶺灣（1985－1989年）、戴家河（1991－1993年）、單龍寺等金礦。

東溪金礦為典型的火山熱液型礦床，自然金為直接的重砂礦物標志，同時自然金＋辰砂＋雄黃＋雌黃＋鉛族礦物＋重晶石礦物組合為間接的重砂礦物標志。另一方面，磨子潭—曉天地區(qū)重砂異常以中低溫礦物異常為主，白鎢礦等高溫礦物異常未出現(xiàn)，預(yù)示著礦床剝蝕深度較淺，反映深部找礦具有較好的潛力。

在火山巖分布區(qū)，特別是北淮陽火山巖地區(qū)，自然金異常為尋找火山巖型金礦提供了新的基礎(chǔ)資料，對找礦具有重要的直接指示作用。

表3 火山熱液型金礦重砂找礦要素表Table 3List of heavy concentrate exploration elements of volcanic hydrothermal gold deposit

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